近来,广东省科学院生态环境与土壤研讨所研讨员刘同旭团队在国家自然科学基金面上项目等的赞助下,研讨提醒了化学反硝化进程中次生铁矿藏对活性有机质固存的微观机制。相关效果发表于《环境科学与技能》(
铁、碳和氮的地球化学循环渐渐的被认为是决议土壤和沉积物环境中很多碳贮存命运的要害进程。在陆地环境中,大约80%的总碳被保留在土壤中,其间超越21.5%的有机碳与铁矿藏结合,这表明土壤和沉积物中含铁矿藏对有机质的固定对全球碳贮存具有重大贡献。化学反硝化是亚铁在自然环境中氧化并构成铁矿藏的重要进程,该反响进程中构成的次生铁矿藏可固定活性有机质,这可能是土壤和沉积物中有机碳安稳的有用途径。但是,现在咱们对化学反硝化耦合有机质固存的潜在机制尚不清楚。
针对上述科学问题,研讨人员在中性厌氧条件展开了化学反硝化批量动力学试验,结合多种剖析手法表征了反响产品。化学反硝化动力学试验成果为,亚铁氧化速率和亚硝酸盐复原速率随碳/铁摩尔比的添加而下降。虽然生成的次生铁矿藏都可有用固定有机质,但次生铁矿藏对有机质的固定功率随碳/铁摩尔比的改动而改动。较高的碳/铁摩尔比有利于构成水铁矿和含有缺点和纳米孔隙的纤铁矿。一起,构成的次生铁矿藏-有机质复合物的部分配位环境主要由Fe-O壳层和共边与共角的Fe-Fe壳层构成。
研讨团队进一步使用球差电镜在纳米尺度上提醒了活性有机质更容易与结晶性差的次生铁矿藏结合,以增强其安稳性;散布在矿藏纳米孔隙和缺点内的有机质具有更高的氧化态。高分辩质谱成果为,化学反硝化反响后,碳/铁摩尔比较低的处理中次生铁矿藏对高分子量和不饱和度或氧/碳比高的物质(包含:酚类、多环芳烃和羧酸类化合物)表现出更强的亲和力。
总的来说,化学反硝化可促进活性有机质的固存。研讨成果关于了解铁、碳和氮的长时间地球化学循环具有极端重大意义,促进了咱们对铁矿藏在厌氧沉积物和土壤中构成和转化操控有机质固定的机理性认识,可为厌氧土壤和沉积物中有机质的固定供给一种潜在可行的战略。(来历:我国科学报 朱汉斌)
下一篇:竹山绿松石:中国的宝石之光